Jak zbudować wzmacniacz hybrydowy z lampą E88CC i MOSFET w klasie A?

Witam wszystkich!
Jakieś dwa tygodnie temu rozpoczołem prace projektowe nad wzmacniaczem hybrydowym. Miałem kilka postanowień których trzymałem się projektując ten układ:
1. Ma to nie być konstrukcja jaka powtarza się w pisemkach elektonicznych typu samowystarczalny wzmacniacz na kostce scalonej do którego na siłę podpięto lampe i którego zaletą jest tylko to że zwiera właśnie lampe i nic poza tym.
2. Miał to być wzmacniacz możliwie prosty o bardzo dobrych parametrach i jakosci dźwięku. Dlatego postanowiłem że będzie to układ pracujący w klasie A Single Ended i w dodatku niesymatryczny.
Założenia te spełniłem i osiągnołem rewelacyjne efekty. Zaczne od przedwzmacnaicza. Został on zrealizowany na lapie elektronowej typu E88CC produkcji Telefunkena. Jedna lampa starcza na oba kanły wzmacniacza, ponieważ do wysterowania jednego z nich wystarczy pojedynczy układ WK(wspólna katoda). Dlaczego ta lampa? Ano dlatego że:
-ma odpowiednie wzmocnienie µ=33
-jej wydajność prądowa jest wystarczająca do wysterowania końcówki mocy.
-jest zasilana niskim napięciem w granicach 90V.
-łatwo dostępna
-posiada wyjątkowo dobre(prostolinijne) ch-ki.
Końcówka mocy to dwa tranzystory MOSFET N i jeden mały tranzystor bipolarny, najlepiej niskoszumowy. Ja użyłem IRFP250 są to duże fety w obudowach TO-247, ale równie dobrze spisywały się IRF530/540/640, oraz troche juz archaicznego BC109B który pracuje w źródle prądowym o tym będzie dalej. Na jego miejsce można dać BC550.
Na jednym z mosfetów zrealizowany jest klasyczny wtórnik który jest głównym elementem wzmacniającym. Drugi mosfet razem z BC109 pełnią role regulowanego źródła prądowego. Calość zasilana jest z 200W trafa toroidalnego napięciem niesymatrycznem o wartości 28V. Prąd spoczynkowy tranzystorów to 2A. Moc wyjściowa przy sprawności 23% to ≈12W. Prosze o sugestie/uwagi/pytania dotyczące układu.
W załącznikach są scheamty.

Witam

Nie znam się zbytnio na lampach itd. ale mi się podoba prostota tego układu.
Napisz jakie wrażenia odsłuchowe

Pozdrawiam
Piotr Dzidowski

bardzo ladnie jutro robie:) aha i jeszcze 2 pytania. masz wzor plytki i jakie jest anodowe ecc88 w tym ukladzie?? czy tez 28v?? chyba troche malo

Można dużo pisać na temat brzmienia, ja napissze krótka konkluzje. Dźwięk tego układu przeskakuje o kilka klas scalone wzmacnaicze mocy tak samo jak bipolarne ukłądy wzmacniające nawet te lepszej klasy. Dźwięk jest ciepły i otwarty; stereofonia wzorowa tak samo jak detaliczność. Bas świetnie kontrolowany i bardzo czysta góra. Dużo zależy od użytych na wyjściu kondensatorów. Ja używam Panasonica 2200uF i Jantzen Audio 1uF(miałem takie pod rąką) zostały od zwrotnic, a panasonic wylutowny jest. Mówiąć krótko wzmak o bardzo dobrych walorach akustycznych i iście lampowym brzmieniu.

Gilong

Jak pisałem. Ua≈90V ja mam 79V i gra idealnie musisz pokrecić Ra i Rk tak aby uzyskać odpowiednie parametry pracy. Lepiej nie schodzi poniżej 50V na anodzie względem masy. Ck-ki są prostolinijne wiec mozna kombinować. Płytka jest już w końcowych szlifach. Dzisiaj wrzuce.

A ja mam parę głupich pytań.
Dlaczego R4 i R5 nie mają jednakowi wartości.
I dlaczego napięcie na źródle T2 nie wynosi połowy napięcia zasilania.
Z pobieżnych obliczeń wychodzi ze będzie wynosić ok. 10V czyli trzeba by było zmniejszyć R1 do 22K
A widziałeś schemat Nelsona Passa i jego układ single ended o sprawności 50%
http://www.passdiy.com/pdf/zen-ver2.pdf (rys 6)

Scheamt może być lekko nieaktualny. Jeżeli chodzi o polaryzacje bramki T2. W tej chwili jast tam 24kΩ. Co do różnych wartości R4 i R5 to nie są one jakoś ściśle ustalone i nie muszą być takie same. Są one dobrane tak aby tranzystor pracowął w odpowiednich warunkach. Konstrukcje Pass-a przeglądałem nie raz i nie dwa. O wczesnych Zenach przeczytałem całe artykuły i to dokłądnie. Swoją konstrukcje wzorowałem na RetroZen-ie, ale jak można zobaczyć ukłąd jest dość mocno zmieniony.

nie wiem czy tylko się nie dopatrzyłem , czy nie masz sprzężenia zwrotnego? próbowałeś go zapiąć, czy zrezygnowałeś w założeniach? w asymetrycznych ZENach o ile pamiętam zawsze były...

Sprzężenie było jest i będzie! Jest ono zrealizowane na tranzystorze T1(BC109B).

To sprzężenie wpływa tylko na źródło prądowe - żeby dawało stały prąd.
Wtórnik (na górnym tranzystorze) sam z siebie ma sprzężenie, ale dość słabe.

chodziło mi o klasyczne SZ wzmacniacza, czyli odwrócone wyjście podłączone do wejścia. w projektach Passa był po prostu dodany opornik z wyjścia ( bo sygnał już jest odwrócony) do wejścia. wtórnik na T2 oczywiście z zasady ma sprzężenie, chociaż T1 razem z T3 tworzy tutaj źródło prądowe i wydaje mi się , że osłabia to sprzężenie, ale może popełniam jakiś błąd w rozumowaniu, lub coś przeoczyłem. sprzęt działałby również (może nieco gorzej ) po zastąpieniu T1 i T3 opornikiem i wtedy sprzężenie byłoby rzeczywiście głębokie.

No tylko we wzmacniaczu zen tranzystor pracuje w układzie wspólnego źródła i dlatego można zastosować „klasyczne” srzeżenie zwrotne bez problemu bo sam tranzystor odwraca fazę sygnału. A jak wiadomo wtórnik nic nie odwraca
A jak zastąpimy T1, T3 rezystorem to sprawność zmaleje do 12%

nieco zakręciłem się przypominając sobie klasycznego Zena i mimo, że widać, że to wtórnik , jakoś do mnie nie dotarło na czas, ze on niczego nie odwraca i kombinowałem czego mi tutaj brakuje... dzięki jony - pomogłeś mi zdjąć klapki z oczu. teraz ten projekt podoba mi się naprawdę bardzo i widzę o co chodziło autorowi.

Czyli wszystkie wątpliwości znikneły. Kiedyś w pierwszej wersji(to jest v2.5) nie było T1, tylko bramka T2 była podpięta do dzielnika za dwoma rezystorami i potencjometrem. Jednak takie źródło nie było najlepsze. Taki typ jak jest teraz jest doskonalszy i dzięki stabilizacji termicznej parametry trzymają się bardzo łądnie.

A czy nie lepiej by bylo jakby dzielnik wejsciowy R1,2,3 bylby z jakims filtrem bo teraz to cale (dokladnie polowa) tetnienia zasilania wedruja na bramke a wiec na wyjscie wzmaka. Jest to o tyle dziwne ze filtrujesz zasilanie zrodla pradowego co nie jest konieczne a tam gdzie jest to potrzebne dajesz zwykly dzielnik napiecia?

Generalnie nie przepadam za takimi ukladami bo sa robione przez ludzi nie majacych pojecie o elektronice. Parametrow elektrycznych taki wzmak nie ma ale cudownie brzmi, najczesciej tylko dlatego ktory go wykonal. Ale zgodze sie z tym ze gra inaczej. Chetnie bym zobaczyl rozklad harmonicznych tego wzmaka. A ze kolega ma komputer i zapewne karte muzyczna wiec chyba pownien potrafic wykonac taki pomiar i sie nam pochwalic.

No i dlaczego nie zasilanie symetryczne? Mozna by wtedy zrezygnowac z kondensatora wyjsciowego. No ale moze wtedy by on nie poprawial tak dzwieku w koncu to cudowny panasonic

irek2 napisał:

No ale moze wtedy by on nie poprawial tak dzwieku w koncu to cudowny panasonic

Po pierwsze...nie drwij. Dla mnie to kond taki sam jak każdy inny. Użyłem go bo mialem pod ręką. Było to lepsze rozwiązanie niż kond ze spalonego ATX. Nie powiedziałbym że Nelson Pass nie ma pojącia o elektronice. Zresztą ten wzmacniacz został zaaprobowanyb przez ludzi z ogromną wiedzą i doświadczeniem.(Piotr, Wojtashek dzięki za pomoc). Jak pisałem kilka postów wyrzej scheamt jest lekko nieaktualny, a wiec dzielnik ma filtr. Według mnie zasilanie niesymetryczne ma więcej zalet niż wad. Ja tam kondensatory bardzo lubie o ile umożliwiają mi uproszczenie konstrukcji. Harmoniczne moge zmierzyć. Tylko powiedz jakim softem. Mam dość pożądną karte stosowaną w studiach nagrań wieć pomiar będize dokłądny.

Ja nie drwie tylko jestem sceptycznie nastawiony do takich konstrukcji. Ogladalem projekty Pass-a i wyglada to dokladnie tak jakby ten czlowiek z kazdym wzmacniaczem uczyl sie elektroniki krok po kroku. A jego ostanie wzmacniacze prawie niczym nie roznia sie od standardow ogolnie stosowanych.
Prawda jest taka ze audiofilski minimalizm wcale nie jest taki dobry. I uklad elektroniczny musi byc rozbudowany i wcale nie bez powodu.

Widziales wzmak Passa wykonany na zarowkach? Moze jest nieco smieszny ale ciekawy na pewno tez.

No wlasnie wiekszosc ludzi robi klase A single ended tak jak Ty czyli z pojedynczym zasilaniem. Wymaga to wyjsciowego kondensatora ktory na pewno jakosci nie podnosi. Zasilanie symetryczne likwiduje ten problem ale pojawia sie inny czyli skladowa stala ktora trzeba eliminowac ukladem DC servo.

Jak sam zauwazyles zaproponowane przezemnie filtrowanie napiecia polaryzacji mosfeta juz sam wprowadziles. Tylko ze mi wystarczylo zerkniecie na schemat i od razu uslyszalem ten brum z glosnika. Ty to musiales sprawdzic doswiadczalnie. I bardzo dobrze tak najlepiej sie uczyc.

Zachecam do badania harmonicznych bo to bardzo ciekawe doswiadczenie. Bardzo dobrze nadaje sie do tego celu SpectraLab. Wystarczy wygenerowac z wbudowanego generatora sygnal 1khz a potem odebrac go za pomoca wejscia w karcie muzycznej i poddac analizie harminicznych. Program mierzy znieksztalcenia a najwazniejszy to rozklad czyli ktore sa dominujace i jak daleko siega "trawa" harmonicznych. Na poczatek trzeba wykonac pomiar samej karty muzycznej zeby okreslic jej znieksztalcenia. Robi sie to laczac wejscie z wyjsciem. Ja dobierajac odpowiednio poziomy na starej SB live uzyskalem THD<0,003% a kozystajac z zewnetrznego generatora mialem cos w okolicy 0,001%.

moim skromnym zdaniem są co najmniej dwa nurty jeśli chodzi o wzmacniacze ( i nie tylko) . minimalizm - założenie jest takie, że każdy element wprowadza zniekształcenia i należy używać jak najmniejszej ilości elementów, ale muszą to byc elementy najlepsze z najlepszych, do tego pracujące w idealnych warunkach ( oczywiście nieco przejaskrawiam) na przeciwległym biegunie leży teoria o tym , że nie ma elementów dość dobrych i należy ich niedoskonałości "wygładzać" za pomocą bardziej skomplikowanego układu. moim zdaniem potrzeba pewnego kompromisu i zdrowego rozsądku, ale trzeba przyznać, że każda z tych teorii ma swoje plusy i przedstawicieli w przyzwoitym (no i kiepskim też) sprzęcie.

Alnus masz całkowitą racje tylko że ja nie używałem suber dobrych elementów tylko zwykłdych z elektronicznego.

Irek2 znam wszystkie projekty Pass-a i ten z żarówkami jest naprawde orginalny...

Dziwi mnie to że Ty zauważyłęś brum, a ja go nawet nie słysze

napisałem że nieco przejaskrawiłem i trzeba kompromisu. zwykłe elementy z elektronicznego są właśnie jakimś kompromisem. co do projektów Passa, to o ile sobie przypominam, jego wczesne projekty do całkiem prostych nie należały, potem dopiero przyszły Zeny i Alephy. komplikacja układów miała służyć u niego podniesieniu sprawności wzmacniaczy SE. sam tor sygnałowy raczej nie uległ znacznemu wydłużeniu. co do ZENa z żarówkami, to z tego co czytałem projekt miał na celu zaoszczędzenie na radiatorach lub drogich opornikach mocy. żarówki są tanie i z natury oddają 95% mocy w postaci ciepła do otoczenia. co do brumu, to wydaje mi się, ze w takich wzmacniaczach jeśli będzie duże tętnienie zasilania, to choćbyśmy nie wiem jak wyfiltrowali wejście, to brum i tak będzie słyszalny, bo nie jest kompensowany przez symetryczną gałąź zasilania, a brum na wejściu będzie równy temu na wyjściu - układ nie wnosi przecież wzmocnienia napięciowego. dlatego we wzmacniaczach SE potrzebne są pojemności filtrujące, które wystarczyłyby dla kilku wzmacniaczy push - pull o parę razy większej mocy. taki to już urok "prostych" układów. nie mogą być "prostsze"

Pojemnosc w zasilaczu jest potrzebna ale do klasy A bo w spoczynku plynie duzy prad i z mala pojemnoscia bysmy mieli stosunkowo duzy brum sieciowy. Jednak dobry uklad sam sobie go skompensuje i zaklucenia zasilania nie powinny sie przedostawac do wyjscia wzmacniacza.

wydawało mi się do tej pory , że jak jest SE, to automatycznie musi być klasa A. i wydawało mi się, że z właśnie takim przypadkiem mamy tu do czynienia - niech mnie ktoś poprawi jeśli się myliłem

zgadza sie SE to zawsze klasa A. Praktycznie wszystkie przedwzmacniacze tranzystorowe a w koncowkach mocy stopnie wejsciowe i wzmacniacz napieciowy to SE w klasie A.
Ale klasa A moze byc tez push-pull. W zasadzie kazdy wzmacniacz klasy AB mozna ustawic do pracy w klasie A.
Nie wiem czy zadowolilbym sie super brzmiacym wzmakiem klasy A SE ktory ma tylko 8W. Pewnie bylby jednym z kilku ktorych uzywam.

Jednej rzeczy nie rozumię- na wyjściu ze stopnia na ECC88 masz kondensator 330nF, a następnie masz kondensator 1uF tak?
Przecież wystarczy jeden z nich- zawsze to jeden kondensator w torze mniej.
Jeszcze dobrze byłoby dać też sensownej jakości kondensator elektrolityczny przy katodach lamp (C1A, C2A).

z tymi kondenastorami na wyjściu i wejściu , to rzeczywiście coś trzeba by zrobić, zwłaszcza, że szybko licząc ( mogłem się pomylić ) wypadkowa pojemności wyniesie 250nF, co przy obciążeniu 43kohm może powodować już chyba spadek na początku pasma akustycznego. co do kondensatorów równoległych do oporników katodowych, to nie wiem co miałaby znaczyć "sensowna jakość". moim zdaniem można by się pokusić o dodanie do nich równolegle po małym 10-100n, zeby pomóc im w zakresie większych częstotliwości, ale nie sądzę, zeby coś to zmieniło, a przynajmniej nie w jakiś spektakularny sposób.
co do refleksji Irka nad mocą takiego wzmacniacza, to racja, że nie jest uniwersalny, ale 8W ze skutecznymi głośnikami ( min 90dB/W/m) to nie jest mało. fakt, że ostrego metalu ciężko będzie posłuchać z "naturalną " głośnością, ale można poradzić sobie i z tym. słyszałem kiedyś zestaw lampowego SE na 300B ( 8 W/ kanał), który napędzał srednio i wysokotonowce ( duże podłogowe Triangle - nie pamiętam modelu), a do basów podpięte były poczciwe TDA7294. efekt naprawdę rewelacyjny.

"Sensowna jakość" - miałem na myśli kondensator trochę lepszej jakości niż Elwa, Tepao,Hitano itp. a np. Philps(BC Components), Panasonic FA/FC.

osobiście nie widziałem nieużywanej Elwy od ładnych paru lat, Tepao, czy Taepo , jakkolwiek się tam zwą od 5-ciu lat chodzą w moim telewizorze ( zasilacz ) i narazie nic nie wskazuje na to , żeby miały się uszkodzić, Hitano z powodzeniem wkładałem do zasilaczy , bootstrapów i SZ wzmacniaczy i czynię to nadal. w tych zastosowaniach ( oprócz zasilacza - zabrakło mi takich pojemności) bezpośrednie porównanie do Elna Cerafine for audio nie wykazało żadnych słyszalnych różnic. owszem po wpięciu bezpośrednio w tor sygnałowy były różnice, chyba ( bo tak naprawdę trudno było to jednoznacznie wskazać) na korzyść Elny, ale i tak zazwyczaj staram się tam stosować MKP ( zazwyczaj BC lub WIMA, bo takie akurat mogę kupić). w tym przypadku zadaniem elektrolitów jest tylko zewrzeć składową zmienną do masy. nie twierdzę, że nie można poeksperymentować, ale wydaje mi się, że niewiele można będzie coś w ten sposób osiągnąć. co do kondensatorów Panasonic, to nie było o nich wogóle słychać zanim pewiem gość nie wpadł na "genialny", choć nie głupi pomysł, że jak wszystkie elementy we wzmacniaczu będą dobre, to i cały wzmacniacz będzie dobry, a że nie lubił (?) się wysilać i dobierać elementów dyskretnych, to zrobił sobie wzmacniacz na układzie scalonym i nazwał go Gainclone. nie próbowałem, być może są dobre, ale wcale by mnie nie zdziwiło, gdyby trafiały do koszulek z nazwą Panasonic z tej samej taśmy na której są wytwarzane Taepo (czy Tepao). globalizacja i spece od marketingu potrafią doprowadzić do tego że najlepsze Tyskie piwo jest robione w Białystoku, a co dopiero elektrolity. teraz tak naprawdę liczy się tylko cena i zysk. o jakość dbają niedobitki inżynierów, ale rządzą tak naprawdę specjaliści od sprzedaży i marketingu.

Kondensator z wejścia wzmacniacza został usunięty. Jest tylko ten w stopniu lampowym. Nie widze uzasadnionej potrzeby bocznikowanie Rk, ponieważ zwiększy to zniekształcenia, przytnie pasmo i zwiększy wzmocnienie które i tak jest już wystarczające. Kondensatory jakie używam to poczciwe MKP produkcji WIMY lub jakieś inne dostępne w elektronicznym. Elektrolity w zasilaczu to Jamicon z elektornika. Nie ma obaw co jeżeli chodi o pasmo. Jest ono proste od ok 9Hz do granicy mojego generatora czyli 28kHz. Dalej nie mam możliwości sprawdzenia.

też uważam, ze nie ma potrzeby dodatkowego bocznikowania Rk, ale jakim cudem dołożenie do istniejącego kondensatora 47uF równoległej pojemności rzędu 10-100nF spowoduje zwiększenie zniekształceń, przycięcia pasma i zwiększy wzmocnienie?

Nie zrozumieliśmy się. Chodzi mi o ogólne bocznikowanie Rk. Początkowo kondensator był stosowany, ale niedawno z niego zrezygnowałem. Muszę zaktualizować schematy żeby nie było wątpliwości.

zaktualizuj, bo tak to każdy pisze o czymś innym.